Программно-конфигурируемые сети и программно-конфигурированный ЦОД. Виртуальный ЦОД. Лекция 15 презентация
- Главная
- Информатика
- Программно-конфигурируемые сети и программно-конфигурированный ЦОД. Виртуальный ЦОД. Лекция 15
Содержание
- 2. Сеть любого ЦОД состоит из большого числа специализированных аппаратных устройств (коммутаторов, маршрутизаторов и т.д.), причем, это
- 3. С этим еще можно мириться в корпоративных ЦОД. Но на доходах коммерческих ЦОД включение нового и
- 4. SDN – это метод администрирования компьютерных сетей, позволяющий управлять услугами сети, когда функционал управления (control plane)
- 5. SDN – это «каркас» для создания «сетей внутри сети» с заранее определёнными параметрами и конфигурацией. Благодаря
- 6. В архитектуре SDN можно выделить три уровня: инфраструктурный уровень, предоставляющий набор сетевых элементов (коммутаторов и каналов
- 7. МТУСИ NFV (Network Functions Virtualization) – это способ виртуализации функций элементов сети ЦОД, когда сетевые функции
- 8. МТУСИ Существует некоторая путаница между понятиями SDN и NFV. Так считают, что: это одно и то
- 9. МТУСИ Преимущества SDN и NFV для ЦОД: упрощение и централизация управления, администрирования и обслуживания; повышение эффективности
- 10. К факторам, сдерживающим развитие NFV/SDN, можно отнести: Стандарты и совместимость: стандарты NFV еще не до конца
- 11. SDN позволяют решать задачи: повышения пропускной способности коммуникационных каналов; упрощения управления сетью; перераспределения нагрузки; повышения масштабируемости
- 12. В России в начале 2016 года «КоммИТ Кэпитал», корпоративный венчурный фонд «Ростелекома», инвестировал около 100 миллионов
- 13. Программно-определяемые виртуальные ЦОД Виртуализация — одна из ключевых технологий, вошедших за несколько десятилетий в корпоративную инфраструктуру.
- 14. Особенности виртуальных ЦОД Виртуальный ЦОД — это пул виртуальных ресурсов (серверы, хранилища, сети), на основе которого
- 15. Достоинства виртуальных ЦОД МТУСИ Виртуальный ЦОД универсален и может использоваться для реализации практически любых задач, но
- 17. Скачать презентацию
Слайд 2 Сеть любого ЦОД состоит из большого числа специализированных аппаратных устройств (коммутаторов, маршрутизаторов и
Сеть любого ЦОД состоит из большого числа специализированных аппаратных устройств (коммутаторов, маршрутизаторов и
Увеличению площади занимаемой оборудованием;
Необходимости обеспечения заданных климатических условий на этих площадях;
Необходимости дополнительных источников питания;
Росту стоимости потребляемой энергии, капитальных и операционных затрат;
Необходимости найма персонала, обладающего более разнообразной квалификацией и специализацией;
Более частым закупкам нового оборудования вследствие его устаревания (не столько физически, сколько морально) ;
Необходимости повторного проектирования сети и ее развертывания под новое оборудование.
МТУСИ
Особенности используемой ныне сетевой структуры ЦОД
Слайд 3 С этим еще можно мириться в корпоративных ЦОД. Но на доходах коммерческих ЦОД
С этим еще можно мириться в корпоративных ЦОД. Но на доходах коммерческих ЦОД
Из сказанного следует: экстенсивный путь развития сетевой структуры ЦОД на базе специализированного оборудования является тупиковым. Требуются принципиально новые подходы к развитию бизнеса коммерческих ЦОД. Одним из таких подходов является концепция программно-конфигурируемых сетей (Software Defined Network - SDN), тесно связанная с виртуализацией сетевых функций (Network Functions Virtualization - NFV).
МТУСИ
Зачем нужны программно- конфигурируемые сети?
Слайд 4SDN – это метод администрирования компьютерных сетей, позволяющий управлять услугами сети, когда функционал
SDN – это метод администрирования компьютерных сетей, позволяющий управлять услугами сети, когда функционал
NFV – технология виртуализации физических сетевых элементов телекоммуникационной сети, когда сетевые функции исполняются программными модулями, работающими на стандартных серверах (чаще всего х86) и виртуальных машинах в них. Эти программные модули могут взаимодействовать между собой для обеспечения, как внутренних, так и внешних коммуникаций ЦОД, чем ранее занимались аппаратные платформы.
SDN и NFV, в общем, не зависят друг от друга, хотя NFV может в значительной степени дополнять SDN.
МТУСИ
В чем суть SDN и NVF?
Слайд 5 SDN – это «каркас» для создания «сетей внутри сети» с заранее определёнными параметрами
SDN – это «каркас» для создания «сетей внутри сети» с заранее определёнными параметрами
Аналогия – АКП в автомобиле, которая скрывает техническую сложность управления автомобилем в случае механической коробки передач. Как и АКП, сервер управления SDN автоматически конфигурирует сетевые ресурсы в соответствии с запросами приложений. Цепочке «водитель – автомат – шестерни в коробке» в автомобиле соответствует цепочка «приложение – сервер SDN – сетевые элементы».
Важно, что SDN не требует замены оборудования или кардинальных реконструкций. Напротив, SDN использует все существующее оборудование, хотя и привносит качественные иные принципы его работы и организации управления сетью.
МТУСИ
Как устроена SDN?
Слайд 6В архитектуре SDN можно выделить три уровня:
инфраструктурный уровень, предоставляющий набор сетевых элементов (коммутаторов
В архитектуре SDN можно выделить три уровня:
инфраструктурный уровень, предоставляющий набор сетевых элементов (коммутаторов
уровень управления, включающий в себя сетевую операционную систему, которая обеспечивает приложениям сетевые сервисы и программный интерфейс для управления сетевыми устройствами и сетью;
уровень сетевых приложений (управляющую платформу) для гибкого и эффективного управления сетью.
МТУСИ
Достоинства: данная технология позволяет повысить эффективность сетевого оборудования на 25–30%, снизить на 30% затраты на эксплуатацию сетей, превратить управление сетями из искусства в инженерию, повысить безопасность и предоставить пользователям возможность программно создавать новые сервисы и оперативно загружать их в сетевое оборудование.
Архитектура SDN и достоинства
Слайд 7МТУСИ
NFV (Network Functions Virtualization) – это способ виртуализации функций элементов сети ЦОД, когда
МТУСИ
NFV (Network Functions Virtualization) – это способ виртуализации функций элементов сети ЦОД, когда
Аналогия - театр и кино. Театр (аппаратные сетевые платформы) – аналог аппаратной реализации пьесы, кино NFV – аналог «виртуализации» пьесы на кинопленке, или в мультимедийном цифровом файле.
Важная особенность NFV - возможность «оркестрации услуг», т.е. выделения виртуальных ресурсов тем или иным услугам по запросу. При этом достигается наиболее оптимальное использование ресурсов оборудования: серверов, систем хранения и сети. Для этого в архитектуре NFV предусмотрен компонент администрирования и оркестрации - MANO (Management and Orchestration), который является важнейшей частью концепции NFV.
Аналогия: «оркестрация» услуг – это монтажер фильма, который склеивает пленку (или цифровые файлы) отснятых сцен, формируя эпизоды и фильм в целом.
Что такое NFV? Оркестрация услуг
Слайд 8МТУСИ
Существует некоторая путаница между понятиями SDN и NFV. Так считают, что:
это одно и
МТУСИ
Существует некоторая путаница между понятиями SDN и NFV. Так считают, что:
это одно и
совершенно разные технологии;
SDN необходима для работы NFV.
Во всех трех утверждениях есть доля истины, но ни одно из них не верно на 100%.
Цели NFV могут быть достигнуты и без использования механизмов SDN, средствами, которые уже имеются во многих ЦОД. Однако, разделение плоскостей управления и пересылки данных, используемое в SDN, может:
увеличить производительность;
упростить взаимодействие между различными платформами;
упростить операционные и обслуживающие процедуры.
NFV является основной архитектурой для эволюции ЦОД, а в некоторых сценариях также может использоваться и SDN.
SDN позволяет конфигурировать плоскость передачи данных программным путем.
NFV позволяет задавать роли виртуальных сетевых устройств также программным путем.
Отличие SDN от NFV
Слайд 9МТУСИ
Преимущества SDN и NFV для ЦОД:
упрощение и централизация управления, администрирования и обслуживания;
повышение эффективности
МТУСИ
Преимущества SDN и NFV для ЦОД:
упрощение и централизация управления, администрирования и обслуживания;
повышение эффективности
более быстрое развертывание новых услуг;
более эффективное использование ресурсов телекоммуникационной сети путем централизации управления ресурсами, виртуализации ресурсов ЦОД.
Основной проблемой развития NFV/SDN и внедрения этих технологий в коммуникационных подсистемах ЦОД являются большой объем инвестиций.
На оборудование и ПО NFV и MANO приходится около 36% затрат. Но если пойти по пути развития традиционной (аппаратной) сетевой инфраструктуры, то затраты будут в разы, если не на порядки, больше.
Преимущества и проблемы внедрения SDN и NFV
Слайд 10 К факторам, сдерживающим развитие NFV/SDN, можно отнести:
Стандарты и совместимость: стандарты NFV еще
К факторам, сдерживающим развитие NFV/SDN, можно отнести:
Стандарты и совместимость: стандарты NFV еще
Техническая зрелость: до ноября 2014 г. большинство новых NFV-технологий находились в состоянии тестирования.
Неясность ценности бизнеса: первые коммерческие реализации NFV появились только в 2015 г. и ценность для бизнеса от реализации NFV пока достоверно не подтверждена.
Проблемы миграции: миграция традиционной сетевой инфраструктуры к архитектуре NFV и/или SDN является сложной и многоступенчатой задачей и систематический опыт подобных переходов и примеры убедительных успехов пока отсутствуют.
Проблемы организационной структуры: в организационной структуре многих ЦОД департамент информационных технологий и технический департамент организационно разделены. Между тем, NFV и SDN относятся именно к сфере информационных технологий.
МТУСИ
Факторы, сдерживающие развитие технологий SDN и NFV
Слайд 11 SDN позволяют решать задачи:
повышения пропускной способности коммуникационных каналов;
упрощения управления сетью;
перераспределения нагрузки;
повышения масштабируемости сети.
SDN позволяют решать задачи:
повышения пропускной способности коммуникационных каналов;
упрощения управления сетью;
перераспределения нагрузки;
повышения масштабируемости сети.
Каждая компания, в зависимости от своих потребностей, может внедрить решение, соответствующее ее конкретным задачам. Во внедрении данной технологии заинтересованы провайдеры, владельцы ЦОД, операторы связи, финансовые и банковские структуры, телекоммуникационные компании.
МТУСИ
Ряд мировых производителей еще в 2012 году имели готовые к продаже собственные решения в области SDN. Например, Cisco Systems Open Network Environment, специально предназначенную для поддержки решений SDN. В том же году компания Google объявила о переводе всей внутренней сети для обмена трафиком между своими ЦОД по всему миру на SDN. Использование SDN позволило компании осуществлять централизованное управление сетью и потоками данных, оптимизировать процессы тестирования и мониторинга.
Рынок SDN
Слайд 12 В России в начале 2016 года «КоммИТ Кэпитал», корпоративный венчурный фонд «Ростелекома», инвестировал
В России в начале 2016 года «КоммИТ Кэпитал», корпоративный венчурный фонд «Ростелекома», инвестировал
По технологиям SDN и NFV «Ростелеком» уже сотрудничает с отечественным Центром прикладных исследований компьютерных сетей (ЦПИКС). Целью сотрудничества является исследование возможностей и условий внедрения технологий SDN и NFV в сети «Ростелекома». Сотрудничество направлено на реализацию программы импортозамещения в области программного обеспечения Министерства связи и массовых коммуникаций РФ.
Другие российские операторы в 2016 году также изучали внедрение технологий SDN и NFV. Так в ПАО "МегаФон" вопросы, связанные с SDN/NFV, в этот период находились на стадии анализа и возможного внедрения в инфраструктуре в части сервисных платформ. А ПАО "ВымпелКом" (бренд "Билайн") активно изучал и тестировал технологии и решения, ориентированные на NFV. В частности, были успешно проведены тестирования и внедрения ряда виртуализированных сетевых функций.
МТУСИ
SDN в России
Слайд 13Программно-определяемые виртуальные ЦОД
Виртуализация — одна из ключевых технологий, вошедших за несколько десятилетий в
Программно-определяемые виртуальные ЦОД
Виртуализация — одна из ключевых технологий, вошедших за несколько десятилетий в
Естественным развитием этой концепции является идея создания виртуального ЦОД. В качестве основной единицы виртуализации при этом предполагается полностью виртуальный ЦОД, в которых осуществляется виртуализация абсолютно всех основных ресурсов. Эта идея, возникшая в 2012 году, получила название программно-конфигурируемых или программно-определяемых ЦОД (Software Defined Data Сenter, SDDC) или «виртуальный дата-центр» (Virtual Data Center, VDC). В последнем случае клиент коммерческого ЦОД (Data Center) получает не просто сервер, а полноценную виртуальную ИТ-инфраструктуру, включая сервера, системы хранения и коммуникаций.
МТУСИ
Слайд 14Особенности виртуальных ЦОД
Виртуальный ЦОД — это пул виртуальных ресурсов (серверы, хранилища, сети), на основе
Особенности виртуальных ЦОД
Виртуальный ЦОД — это пул виртуальных ресурсов (серверы, хранилища, сети), на основе
локальные сети;
NAT (Network Address Translation — «преобразователи сетевых адресов»),
межсетевые экраны;
балансировку нагрузки.
Особенно эффективны виртуальные ЦОД в облачных технологиях, когда клиент получает возможность полностью контролировать сервисы с помощью панели управления виртуальным дата-центром.
МТУСИ
Слайд 15Достоинства виртуальных ЦОД
МТУСИ
Виртуальный ЦОД универсален и может использоваться для реализации практически любых задач,
Достоинства виртуальных ЦОД
МТУСИ
Виртуальный ЦОД универсален и может использоваться для реализации практически любых задач,
тестирование и разработка ПО;
размещение и хранение данных;
подключение дополнительных ресурсов (ОЗУ, дискового пространства) в условиях пиковых нагрузок (по модели гибридного облака);
создание резервного ЦОД;
временная площадка на время модернизации собственного центра обработки данных.
Готовые шаблоны позволяют быстро разворачивать новые виртуальные машины (ВМ), а масштабирование ресурсов занимает всего несколько минут. Количество создаваемых ВМ ограничивается только объемом приобретенных виртуальных ресурсов. Виртуальный ЦОД позволяет:
перевести капитальные затраты в операционные;
не проектировать и не строить собственный ЦОД;
направить высвободившиеся денежные средства на развитие бизнеса;
оперативно исправить ошибки конфигурации.
В январе 2020 года свои услуги в России предлагали 22 виртуальных ЦОД.